TWM557451U - 多層式濾心 - Google Patents

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TWM557451U
TWM557451U TW106212793U TW106212793U TWM557451U TW M557451 U TWM557451 U TW M557451U TW 106212793 U TW106212793 U TW 106212793U TW 106212793 U TW106212793 U TW 106212793U TW M557451 U TWM557451 U TW M557451U
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Sin Ching Kenneth Wong
Huang-Kun Ma
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Mycropore Corp Ltd
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Abstract

本創作關於一種多層式濾心,包括:一外殼,其係為空心管狀,該外殼之管壁開設有至少一入水口;一內殼,其係為空心管狀而置於該外殼中,該內殼之管壁開設有至少一出水口,該內殼內部包括一通道,該內殼之軸向上至少其中一端具有一開口,該至少一出水口連通於該內殼外部與該通道之間;一第一濾材,其容設於該外殼內部而貼於該外殼之內壁,該第一濾材為熔噴式濾材;一第二濾材,其容設於該第一濾材中而緊貼於該第一濾材之內壁,該第二濾材之濾孔孔徑小於該第一濾材之濾孔孔徑。

Description

多層式濾心
本創作係與濾心有關,特別是有關於一種半導體製程用研磨液之多層式濾心。
近年來,在半導體製程中經常需要過濾一種流體拋光液(Chemical Mechanical Polishing slurry),該流體也稱為研磨液。在半導體應用的研磨液製造過程,以及在半導體IC製造工廠的化學機械研磨製程中(半導體業界簡稱CMP),製程需要頻繁更換過濾器來達到某種良率性能。
然而在半導體IC製造技術達到16奈米綫寬以下時,製程和工藝起了極大變化。傳統的化學機械研磨製程(CMP)平坦化製程被使用到先進高介電質金屬閘極(HIGH-K/METAL GATE)製程應用。另外應用於10奈米、7奈米及5納米技術以下先進半導體製程的研磨液,該過濾心過濾效率必須讓100奈米至150奈米以下的研磨顆粒通過,並同時高效濾除100奈米至150奈米及以上有影響良率的大顆粒濾除。第二需要更換非常頻繁,所以成本成為一重要考量。
因此過濾業界常利用一種習知的PP熔噴式或多層不織布過濾器A(如圖6至圖7)。該型過濾器設計一般是上游最大過濾孔徑,最下游最小過濾孔徑,這種過濾器容易造成過高上下游壓力差別,需要頻繁更換,避免不利於良率。並且當中多層過濾材料並無發揮過濾效力。
另外過濾業界也用熟悉的皺褶狀技術折疊厚不織布製作過濾器B(如圖8至圖9),該設計希望以增加過濾面積來達至降低上下游壓力差別,加長過濾壽命的效果,這型過濾不織布厚度比圖6過濾器過濾厚度小,無法容易達到去除高效率去除100奈米至150奈米及以上顆粒。為避免影響良率,這種過濾器也無法解決需要頻繁更換之問題。
另外過濾業界也用熟悉的上游皺摺狀不織布下游卷繞不織布製作過濾器C(如圖10至圖11),該設計希望達到過濾精度比圖8至圖9設計過濾器高,而且納汙量大,使用壽命長的效果。可是這型過濾器還是無法容易達到去除高效率去除100奈米至150奈米及以上顆粒,而且製作工序複雜,生產高昂。這種過濾器也無法解決需要頻繁更換之成本問題。
因此,有必要提供一種新穎且具有進步性之濾心,以解決上述之確保關鍵高科技製程良率,解決需要頻繁更換之成本問題。
本創作之主要目的在於提供一種多層式濾心,具有不同孔徑大小之濾心以達到多層過濾之效果,不但增加過濾面積以降低上下游壓力差別,有加長過濾壽命的效果,而且更重要的有是避免不利於良率的效果。既可有效過濾藥液及水中雜質,又可避免裝設多組過濾裝置,另外體積小不佔空間,符合使用需要及成本效益之考量。
為達成上述目的,本創作提供一種多層式濾心,包括:一外殼,係為空心管狀,該外殼之管壁開設有至少一入水口,該至少一入水口連通外界與該外殼內部;一內殼,係為空心管狀而置於該外殼中,該內殼之管壁開設有 至少一出水口,該內殼內部包括一通道,該內殼之軸向上至少其中一端具有一開口,該開口連通該通道與外界,該至少一出水口連通於該內殼外部與該通道之間;一第一濾材,容設於該外殼內部而貼於該外殼之內壁,該第一濾材為熔噴式濾材;一第二濾材,容設於該第一濾材中而緊貼於該第一濾材之內壁,使該第一濾材被夾於該外殼與該第二濾材之間且使該第二濾材被夾於該第一濾材與該內殼之間,該第二濾材之濾孔孔徑小於該第一濾材之濾孔孔徑。
習用:
A‧‧‧多層不織布過濾器
B‧‧‧折疊厚不織布製作過濾器
C‧‧‧上游皺摺狀不織布下游卷繞不織布製作過濾器
本創作:
1‧‧‧多層式濾心
2‧‧‧外殼
21‧‧‧入水口
3‧‧‧內殼
31‧‧‧出水口
32‧‧‧通道
33‧‧‧開口
4‧‧‧第一濾材
5‧‧‧第二濾材
6‧‧‧上蓋
61‧‧‧通孔
62‧‧‧止水墊
7‧‧‧下蓋
8‧‧‧過濾裝置
81‧‧‧過濾槽
82‧‧‧入口
83‧‧‧出口
圖1為本創作一較佳實施例之立體圖。
圖2為本創作一較佳實施之分解圖。
圖3為本創作一較佳實施例之軸向剖面圖。
圖4為本創作一較佳實施例之徑向剖面圖。
圖5為本創作一較佳實施例之實際操作示意圖。
圖6為習知不織布過濾器。
圖7為圖6之A-A線段剖面圖。
圖8為習知皺摺狀技術摺疊厚不織布製作過濾器。
圖9為圖8之B-B線段剖面圖。
圖10為習知上游皺摺狀不織布下游卷繞不織布製作過濾器。
圖11為圖10之C-C線段剖面圖。
圖12為本創作一較佳實施例之濾心過濾效率比較示意圖。
圖13為本創作一較佳實施例之濾心過濾壽命比較示意圖。
以下僅以實施例說明本創作可能之實施態樣,然並非用以限制本創作所欲保護之範疇,合先敘明。
請參考圖1至4及圖12至13,其顯示本創作之一較佳實施例,本創作之多層式濾心1包括一外殼2、一內殼3、一第一濾材4及一第二濾材5。
該外殼2為空心管狀,該外殼2之管壁開設有至少一入水口21,較佳地,該外殼2具有複數個孔狀之該入水口21,各該入水口21連通外界與該外殼2內部。
該內殼3為空心管狀而置於該外殼2中,該內殼3之管壁開設有至少一出水口31,較佳地,於本實施例中該內殼3具有複數個孔狀之出水口31,該內殼3內部包括一通道32,該內殼3之軸向上至少其中一端具有一開口33,該開口33連通該通道32與外界,各該出水口31連通於該內殼3外部與該通道32之間。
該第一濾材4容設於該外殼2內部而貼於該外殼2之內壁,該第一濾材4為熔噴式濾材,該第一濾材4係用聚丙烯(PP)不織布過濾材,且該第一濾材4的濾孔孔徑介於0.30um至5.00um,具體而言,該第一濾材4係繞該第一濾材4之一中心軸連續地摺繞形成。詳細的說,聚丙烯(PP)熔噴濾材係由聚丙烯(PP)超細纖維熱熔纏結而成,纖維在空間中隨機自黏合形成三維微孔結構布集表面,集深層過濾和精密過濾於一體,可有效去除液體中之大懸浮物、微粒等雜質。低成本前提下有效地優化增加該第一濾材4之過濾壽命。
該第二濾材5容設於該第一濾材4中而緊貼於該第一濾材4之內壁,使該第一濾材4被夾於該外殼2與該第二濾材5之間且使該第二濾材5被夾於該第一濾材4與該內殼3之間,該第二濾材5之濾孔孔徑小於該第一濾材4之孔徑。較佳地,該第二濾材5具有一預定厚度且為空心,且該第二濾材5為聚丙烯(PP)不織布濾材,該第二濾材5為聚丙烯(PP)(不限)奈米直徑纖維的不織布濾材;詳細的說,該第二濾材5由熔噴超細纖維或靜電紡織技術形成。按照過濾以及成品規格的需求,該第一濾材4和該第二濾材5的厚度比例範圍為1:1至10:1。該第二濾材5為親水聚四氟乙烯(PTFE)薄膜濾材或由靜電紡織技術形成之聚丙烯腈(PAN)或聚醚碸(PES)奈米直徑纖維的不織布濾材。進一步說明,該第二濾材係由聚丙烯(PP)奈米直徑纖維的不織布濾材、親水聚四氟乙烯(PTFE)薄膜濾材、聚丙烯腈(PAN)及聚醚碸(PES)奈米直徑纖維的不織布濾材至少其中二者捲繞形成。
進一步的說,本創作之該多層式濾心1另包括一上蓋6與一下蓋7,該上蓋6係設置於該外殼2於其軸向之一端而覆蓋該第一濾材4及該第二濾材5,使該第一濾材4及該第二濾材5與外界隔離,該上蓋6具有一通孔61,該通孔61與該內殼3之通道32的該開口33連通,該下蓋7設置於該外殼2之軸向相異於該開口33之一端(或異於該上蓋7之一端),該下蓋7覆蓋該第一濾材4、該第二濾材5及該內殼3,使該第一濾材4、該第二濾材5與該通道32異於該開口33之一端與外界隔離,因此該外殼2之各該入水口21能供水流入,流入之水通過該第一濾材4與該第二濾材5後僅能經該內殼3之各該出水口31進入該通道32,進而自該通道32流向連通該通孔61之該開口33而流出該多層式濾心1。較佳地,本創作中可增設數個止水墊片62於該上蓋6與該第一濾材4、該第二濾材5之間、及該下蓋7與該第一濾材4、該第二濾材5之間,以防止液體非經由該開口33流出。可理解的是,於本實 施例中僅有該上蓋6具有該通孔61,於其它實施例中本創作可依照裝配於不同濾水裝置之需要,而將該內殼3之二端皆開設該開口且將該下蓋7開設該通孔(未繪示)。
另外,由於該第一濾材4之濾孔孔徑稍大於該第二濾材5之濾孔孔徑,該待過濾研磨液大顆粒大部分已被吸附於該第一濾材4,該第二濾材5可用於吸附該第一濾材4未過濾到之物質,本創作利用低成本聚丙烯(PP)熔噴聚丙烯超細纖維形成三維微孔過濾結構,結合高成本的聚丙烯(PP)(不限)奈米直徑纖維的不織布濾材,係由熔噴超細纖維或靜電紡織技術形成。按照過濾以及成品規格的需求,該第一濾材4和該第二濾材5的厚度比例可以從1:1調配至10:1。本創作之應用於半導體製程用研磨液之多層式濾心可以達到讓奈米研磨顆粒通過,並同時高效率(如圖12)將有影響良率的100奈米至150奈米及以上大顆粒濾除,恰當優化加長過濾壽命(如圖13),以及解決需要頻繁更換之成本問題,加長過濾壽命的效果,而且解決上述之確保關鍵高科技製程良率,兼具節省成本及實用之效果。
請進一步參考圖5,實際操作時將該多層式濾心1設置於一過濾裝置8中,該過濾裝置8包括一過濾槽81、一入口82及一出口83,該出口83不直接與該過濾槽81連通而直接與該上蓋6之該通孔61連通,故該過濾槽81內之該液體僅可由該通道32經由該通孔61流至該出口83,該待過濾水經由該入口82流入該過濾槽81內(如箭頭方向所示),當該過濾槽81內之該待過濾水充滿該過濾槽81後,該多層式濾心1外部之液壓大於該多層式濾心1內部,該待過濾水即從該外殼2之各該入水口21流入,然後該待過濾水經由該第一濾材4流往該第二濾材5,流經該第一濾材4及該第二濾材5時,摻雜於該待過濾水之微粒即可被該第一濾材4及該第 二濾材5過濾掉,接著完成過濾之水即經由該內殼3之各該出水口31流入該通道32內,進而從該通道32流往該上蓋6之該通孔61,最後自各該出水口62排出該過濾裝置8。
綜上,本創作之多層式濾心1具有不同孔徑大小之濾材以達到多層過濾之效果,避免裝設多組過濾裝置,又可有效過濾藥液或水中雜質,另外體積小不佔空間。
並且,由於該第一濾材4之濾孔孔徑大於該第二濾材5之濾孔孔徑,待過濾水之雜質相較之下大部分已被吸附於該第一濾材4,該第二濾材5可用於吸附該第一濾材4未過濾到之物質。該第一濾材4和該第二濾材5的厚度比例範圍為1:1至10:1。該第二濾材5為聚丙烯(PP)熔噴超細纖維熱熔纏結而成奈米直徑纖維濾材昂貴,本創作符合成本效益之考量。
本創作之多層式濾心1該外殼2以外徑大約69.00公分至90.00公分製作過濾器,增加該第一濾材4過濾面積。
此外,本創作可設置於一過一次性使用拋棄式濾裝置中,亦可用於非拋棄式過濾裝置中。
綜上所述,本創作之整體結構設計、實用性及效益上,確實是完全符合產業上發展所需,且所揭露之結構創作亦是具有前所未有的創新構造,所以其具有「新穎性」應無疑慮,又本創作可較之習知結構更具功效之增進,因此亦具有「進步性」,其完全符合我國專利法有關新型專利之申請要件的規定,乃依法提起專利申請,並敬請 鈞局早日審查,並給予肯定。

Claims (14)

  1. 一種多層式濾心,包括: 一外殼,係為空心管狀,該外殼之管壁開設有至少一入水口,該至少一入水口連通外界與該外殼內部; 一內殼,係為空心管狀而置於該外殼中,該內殼之管壁開設有至少一出水口,該內殼內部包括一通道,該內殼之軸向上至少其中一端具有一開口,該開口連通該通道與外界,該至少一出水口連通於該內殼外部與該通道之間; 一第一濾材,容設於該外殼內部而貼於該外殼之內壁,該第一濾材為熔噴式濾材; 一第二濾材,容設於該第一濾材中而緊貼於該第一濾材之內壁,使該第一濾材被夾於該外殼與該第二濾材之間且使該第二濾材被夾於該第一濾材與該內殼之間,該第二濾材之濾孔孔徑小於該第一濾材之濾孔孔徑。
  2. 如請求項1所述之多層式濾心,其中該外殼具有複數個孔狀之入水口。
  3. 如請求項1所述之多層式濾心,其中該內殼具有複數個孔狀之出水口。
  4. 如請求項1所述之多層式濾心,另包括有一上蓋,該上蓋係設置於該外殼於其軸向之一端而覆蓋該第一濾材及該第二濾材,使該第一濾材及該第二濾材與外界隔離,該上蓋具有一通孔,該通孔與該內殼之通道之開口連通。
  5. 如請求項1所述之多層式濾心,另包括有一下蓋,該下蓋係設置於該外殼於其軸向相異於該開口之一端,該下蓋覆蓋該第一濾材、該第二濾材及該內殼,使該第一濾材及該第二濾材與外界隔離。
  6. 如請求項1所述之多層式濾心,其中該第一濾材係用聚丙烯(PP)濾材,該第一濾材的濾孔孔徑介於0.30um至5.00um。
  7. 如請求項1所述之多層式濾心,其中該第二濾材係用聚丙烯(PP)奈米直徑纖維的不織布濾材,該第二濾材由熔噴超細纖維或靜電紡織技術形成。
  8. 如請求項1所述之多層式濾心,其中該第二濾材為親水聚四氟乙烯(PTFE)薄膜濾材。
  9. 如請求項1所述之多層式濾心,其中該第二濾材為由靜電紡織技術形成之聚丙烯□(PAN)或聚醚□(PES)奈米直徑纖維的不織布濾材。
  10. 如請求項7所述之多層式濾心,其中該第二濾材係由靜電紡織技術形成。
  11. 如請求項1所述之多層式濾心,其中該第二濾材係由聚丙烯(PP)奈米直徑纖維的不織布濾材、親水聚四氟乙烯(PTFE)薄膜濾材、聚丙烯□(PAN)及聚醚□(PES)奈米直徑纖維的不織布濾材至少其中二者捲繞形成。
  12. 如請求項1所述之多層式濾心,其中該第一濾材和該第二濾材的厚度比例範圍為1:1至 10:1。
  13. 請求項1所述之多層式濾心,係設置於一過一次性使用拋棄式濾裝置中。
  14. 如請求項1所述之多層式濾心,其中該外殼外徑範圍為69.00公分至90.00公分。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111773822A (zh) * 2020-07-28 2020-10-16 苏州工业园区拓朴环保净化有限公司 折叠加熔喷长效复合滤芯
TWI793015B (zh) * 2022-05-19 2023-02-11 全營科技有限公司 過濾器

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